B冲孔。冲孔应该考虑两个问题，即冲孔芯料损失要小，同时又要照顾到扩孔次数不能太多，冲孔直径d冲应小于D/3，即≤
D213==71mm，实际选用d冲=60mm。 33C扩孔。总扩孔量为锻件孔径减去冲孔直径，即131-60=71mm。71mm分三次扩孔，各次
扩张量为21mm，25mm，25mm。
D修正锻件。按齿轮锻件图进行最后修整。
③计算原坯料尺寸。原坯料体积V0包括锻件体积V锻和冲孔料芯体积V芯和烧损体积，即 V0=(V锻+V芯) x (1+δ)。锻件体积按齿轮锻件图公称尺寸计算，V锻=2368283mm3。 冲孔芯料体积应考虑冲孔芯料厚度与毛坯高度有关。因为冲孔毛坯高度H孔坯=1.05H锻=1.05 x 62=65mm，H芯=(0.2~0.3) H孔坯，取0.2，则H芯=0.2 x 65=13mm。因此，V芯=π/4d2H芯=π/4 x 602x 13=36757mm3。
烧损率δ取3.5%，则V0=2489216mm3。
因为齿轮第一道工序是镦粗，所以坯料直径按以下公式计算： D0=(0.8~1.0)3V0=108~135.8=120mm 取D0=120mm，H0=
V0?4=220mm
D02④选择设备吨位。根据锻件形状尺寸，查有关资料，可选用0.5t自由锻锤。 ⑤确定锻造温度范围。45钢的始锻温度为1200℃，终端温度为800℃。 ⑥制定锻造工艺卡片（略）
15．试确定如图6-46所示零件的冲压工序，并绘制相应的工序简图。材料为Q235—A，钢板厚度为2mm。
冲压工序为落料（整块坯料）—冲孔（中心孔）—弯曲（两边）—冲孔（两边孔）。
16．连续模和复合模的主要区别何在？ 在一付模具上有多个工位，在一个冲压行程同时完成多道工序的冲模称为连续冲模或级进模。 复合模是指在一付模具上只有一个工位，在一个冲压行程上同时完成多道冲压工序。
17．精密模锻和普通模锻相比有哪些不同之处？
精密模锻是指在普通锻造设备上锻造高精度锻件的方法。其主要工艺特点是使用两套不同精度的锻模。先使用普通锻模锻造，留有0.1～1.2mm的精锻余量，然后切下飞边并进行酸洗，再使用高精度锻模，直接锻造出满足精度要求的产品零件。在精密模锻过程中，要采用无氧化和少氧化的加热方法。
18．自行车上的锻压件有哪些（至少找出10个）？是用什么方法生产的？ 变速线——拉拔
链条——轧制成形（纵轧） 座管——拉拔
中轴——镦粗、拔长
飞轮——轧制成形（横轧） 前叉——模锻 车架——拉拔
车把——拉拔、弯曲 辐条——拉拔 轮辋——模锻
19．挤压分为几种？它们各有什么特点？
挤压按坯料温度区分有热挤压、冷挤压和温挤压三种。 金属坯料处于再结晶温度以上时的挤压为热挤压。热挤压广泛用于生产铝、铜等有色金属的管材和型材等，属于冶金工业范围。钢的热挤压既用以生产特殊的管材和型材，也用以生产难以用冷挤压或温挤压成形的实心和孔心（通孔或不通孔）的碳钢和合金钢零件，如具有粗大头部的杆件、炮筒、容器等。热挤压件的尺寸精度和表面光洁度优于热模锻件，但配合部位一般仍需要经过精整或切削加工。
在常温下的挤压为冷挤压。冷挤压原来只用于生产铅、锌、锡、铝、铜等的管材、型材，以及牙膏软管（外面包锡的铅）、干电池壳（锌）、弹壳（铜）等制件。20世纪中期冷挤压技术开始用于碳素结构钢和合金结构钢件，如各种截面形状的杆件和杆形件、活塞销、扳手套筒、直齿圆柱齿轮等，后来又用于挤压某些高碳钢、滚动轴承钢和不锈钢件。冷挤压件精度高、表面光洁，可以直接用作零件而不需经切削加工或其他精整。冷挤压操作简单，适用于大批量生产的较小制件（钢挤压件直径一般不大于100毫米）。 高于常温但不超过再结晶温度下的挤压为温挤压。温挤压是介于冷挤压与热挤压之间的中间工艺，在适宜的情况下采用温挤压可以兼得两者的优点。但温挤压需要加热坯料和预热模具，高温润滑尚不够理想，模具寿命较短，所以应用不甚广泛。
20．试选择生产下列零件的锻压方法。（未注明生产批量的为大批量生产） 垫片，钢笔尖，家用铝锅，起重机吊钩（单件小批量），曲轴，扳手，铜导线。 垫片——落料、冲孔 钢笔尖——模锻 家用铝锅——冲压 起重机吊钩——自由锻 曲轴——模锻
扳手——轧制成形（纵轧） 铜导线——拉拔
第七章焊接
1．熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？ 熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合面的氧化物及其他杂质，使其纯净的金属紧密接触，界面间原子
间距达到正常引力范围而牢固结合。钎焊的实质使利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件。
2．低碳钢焊缝热影响区包括哪几个部分？简述其组织和性能。 ①熔合区，即熔合线附近焊缝金属到基体金属的过渡部分。温度处在固相线附近与液相线之间，金属处于局部熔化状态，晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后的组织为过热组织，呈典型的魏氏组织。这段区域很窄（0.1-1mm），金相观察实际上很难明显的区分出来，但该区对于焊接接头的强度、塑性都有很大影响，往往熔合线附近是裂纹和脆断的发源地。 ②过热区（粗晶粒区）。加热温度范围Tks-Tm（Tks为晶粒开始急剧长大温度，Tm为熔点），当加热至1100℃以上至熔点，奥氏体晶粒急剧长大，尤其在1300℃以上，奥氏体晶粒急剧粗化，焊后空冷条件下呈粗大的魏氏组织，塑性、韧性降低，使接头处易出现裂纹。 ③正火区（细晶粒区），即相变重结晶区。加热温度范围Ac3-Tks之间，约为900-1100℃，全部为奥氏体，空冷后得到均匀细小的铁素体+珠光体组织，相当于热处理中的正火组织，故又称正火区。
④部分相变区，即不完全重结晶区。加热温度Ac1- Ac3，约750-900℃，钢被加热至奥氏体+部分铁素体区域，冷却后的组织为细小铁素体+珠光体+部分大块未变化的铁素体，晶粒大小不均匀。
3．电焊条的组成及其作用是什么？
焊条由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。
焊芯的作用：一是作为电极传导电流，二是其熔化后成为填充金属，与熔化的母材共同组成焊缝金属。药皮的主要作用：改善焊接工艺性，对焊接区起保护作用，起冶金处理作用，并补充被烧损的合金元素等。
4．简述手工电弧焊的原理及过程。 利用电焊机的低压电流，通过电焊条（为一个电极）与被焊件（另一个电极）间形成的电路，在两极间引起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝而形成电弧焊缝。
手工电弧焊操作过程包括引燃电弧、送进焊条和沿焊缝移动焊条。
5．试从焊接质量、生产率、焊接材料、成本和应用范围等方面比较下列焊接方法： （1）手工电弧焊；（2）埋弧焊；（3）氩弧焊；（4）CO2保护焊。
①手工电弧焊质量最差，生产率低，焊条种类有酸性焊条和碱性焊条两种，成本比CO2保护焊高，应用范围最广泛，适宜焊接板厚≥3mm的碳钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等，以及铸铁的补焊。
②埋弧焊质量好，生产率高，焊接材料有碳素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及堆焊用的特殊合金焊丝，成本低，应用范围小，通常只适于焊接长直的平焊缝或较大直径的环焊缝，不能焊空间位置焊缝及不规则焊缝。
③氩弧焊质量最高，生产率高，选用的焊接材料与母材相同，成本高，可全方位焊接，主要适用于铝、镁、钛及其合金，以及稀有金属、不锈钢、耐热钢等的焊接。
④CO2保护焊质量较好，生产率高，焊接材料为含有Si、Mn等脱氧元素的专用焊丝，成本低，可全方位焊接，主要适用于焊接低碳钢和强度不高的普通低合金结构钢焊件，焊件厚度不大于50mm（对接形式），不适于焊接易氧化的有色金属。
6．焊接接头有几个区域？各区域的组织性能如何？ 焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。
（1）焊缝：焊缝金属的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成。焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体的吹动，使熔池底壁的柱状晶体成长受到干扰，因此，柱状晶体呈倾斜层状，晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高，所以焊缝金属的性能不低于母材。
（2）熔合区：该区被加热到固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热的粗晶粒，致使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中，是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄，但在很大程度上决定着焊接接头的性能。
（3）热影响区：由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又分为过热区、正火区和部分相变区。
①过热区：焊接热影响区中，具有过热组织或晶粒明显粗大的区域，称为过热区。过热区被加热到Ac3以上100～200℃至固相线温度区间，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材，此区脆性更大。
②正火区：该区被加热到Ac3至Ac3以上100～200℃之间，金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织），其力学性能优于母材。
③部分相变区：该区被加热到Ac1～Ac3之间的温度范围内，材料产生部分相变，即珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化；部分铁素体来不及转变，具有较粗大的晶粒，冷却后致使材料晶粒大小不均，因此，力学性能稍差。
7．简述产生焊接应力和变形的原因，并说出减小焊接应力的工艺措施有哪些。 焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。
减小或消除焊接应力的工艺措施：焊前预热，焊后热处理；刚性固定法；合理地安排焊接顺序；加热“减应区”；反变形法。
8．请说明激光焊的特点及其适用场合。 激光焊的特点：
①激光辐射的能量释放极其迅速，点焊过程只几毫秒，不仅提高了生产率，而且被焊材料不易氧化，因此可在大气中进行焊接，不需要气体保护或真空环境。
②激光焊接的能量密度很高，热量集中，作用时间很短，所以焊接热影响区很小，焊件不变形，特别适用于热敏感材料的焊接。 ③激光束可用反射镜、偏转棱镜或光导纤维将其在任何方向上弯曲、聚焦或引导到难以接近的部位。
④激光可对绝缘材料直接焊接，易焊接异种金属材料。
脉冲激光点焊特别适于焊接微型、精密、排列非常密集和热敏感材料的焊接，已广泛应用于微电子元件的焊接，如集成电路内外引线焊接、微型继电器和电容器等的焊接。连续激光焊可实现从薄板到50mm厚板的焊接，如焊接传感器、波纹管、小型电机定子及变速箱齿轮组件等。
9．试比较电阻焊和摩擦焊的焊接过程有何异同，电阻对焊与闪光对焊有何区别。
电阻焊是将焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。 摩擦焊在压力作用下，通过待焊工件的摩擦界面及其附近温度升高，材料断面达到热塑性状
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